(57)【要約】【課題】  固体撮像装置において、センサ部の幅を維持して感度を低下させず、かつ垂直電荷転送部の取り扱い電荷量を減少させず、垂直方向の転送劣化を防ぐ。【解決手段】  垂直電荷転送部１６Ｒに隣接するチャンネルストップ領域２０を形成する際に、少なくとも最表面のチャンネルストップ領域２０ａに対して、垂直電荷転送部１６Ｒ側から斜め方向にイオン注入して、垂直荷転送部１６Ｒへの注入を防ぐ。また、基板表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄くなるように設定されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光を信号電荷に変換する複数の光電変換部が２次元状に配置され、該光電変換部の両側のうちの一方側に該光電変換部からの信号電荷を所定方向に転送する電荷転送部が間に電荷読み出し部を介して配置され、該光電変換部の他方側に配置された電荷転送部との間にチャンネルストップ領域が配置された固体撮像装置において、
該チャンネルストップ領域のイオン注入層が該他方側の電荷転送部の端面と一致させて形成されているかまたは、該電荷転送部の端面と所定距離だけ離れて形成されている固体撮像装置。
【請求項２】
前記チャンネルストップ領域が複数回のイオン注入により形成されており、基板表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄くなるように設定されている請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記基板表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄くなる場合の最表面層のイオン注入濃度は、イオン注入後で表面１０16〜１０1７ｃｍ-2である請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記基板表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄くなる場合の最も深い層のイオン注入濃度は、イオン注入後で１０1５〜１０1６ｃｍ-2である請求項２または３に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記他方側の電荷転送部の端面よりも該電荷転送部側には、該垂直電荷転送部の取り扱い電荷量を減少させるような前記チャンネルストップ領域側のイオン注入層の一部が形成されていない請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記チャンネルストップ領域のイオン注入層の一部が前記光電変換部の表面層の範囲内にのみ形成されている請求項１または５に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記基板表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄くなる場合の最表面層のイオン注入濃度は、前記垂直電荷転送部の取り扱い電荷量を減少させない濃度に設定されている請求項２または３に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記チャンネルストップ領域にはボロンイオンが注入されている請求項１〜６のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記チャンネルストップ領域の線幅が０．３μｍ±０．１μｍに設定されている請求項１〜６のいずれかに固体撮像装置。
【請求項１０】
インターライン転送方式ＣＣＤが用いられた請求項１または３に固体撮像装置。
【請求項１１】
被写体からの光を信号電荷に変換する複数の光電変換部が２次元状に配置され、該光電変換部の両側のうちの一方側に該光電変換部からの信号電荷を所定方向に転送する電荷転送部が間に電荷読み出し部を介して配置され、該光電変換部の他方側に配置された電荷転送部との間にチャンネルストップ領域が配置された固体撮像装置の製造方法において、
該チャンネルストップ領域のイオン注入層を該他方側の電荷転送部の端面と一致させて形成するかまたは、該電荷転送部の端面と所定距離だけ離れて形成するチャンネルストップ領域形成工程を有する固体撮像装置の製造方法。
【請求項１２】
前記チャンネルストップ領域形成工程は、基板表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄くなるように前記チャンネルストップ領域を複数回のイオン注入により形成する請求項１１に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１３】
前記基板表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄くなる場合の最表面層のイオン注入濃度は、イオン注入後で表面１０16〜１０1７ｃｍ-2である請求項１２に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１４】
前記基板表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄くなる場合の最も深い層のイオン注入濃度の具体値は、イオン注入後で１０1５〜１０1６ｃｍ-2である請求項１２または１３に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１５】
前記複数回のイオン注入は、２回〜４回のうちのいずれかである請求項１２に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１６】
前記複数回のイオン注入は、前記光電変換部のイオン注入回数と一致している請求項１２または１５に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１７】
前記チャンネルストップ領域形成工程は、前記他方側の電荷転送部の端面よりも該電荷転送部側に、該垂直電荷転送部の取り扱い電荷量を減少させるような前記チャンネルストップ領域側のイオン注入層の一部も形成されないようにイオン注入を行う請求項１１に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１８】
前記チャンネルストップ領域形成工程は、前記チャンネルストップ領域のイオン注入層の一部を前記光電変換部の表面層の範囲内にのみ形成する請求項１１または１７に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１９】
前記チャンネルストップ領域形成工程は、前記基板表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄くなる場合の最表面層のイオン注入濃度は、前記垂直電荷転送部の取り扱い電荷量を減少させない濃度に設定する請求項１２に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項２０】
前記チャンネルストップ領域形成工程は、前記チャンネルストップ領域の少なくとも最表面部として、これに隣接する垂直電荷転送部側上方からチャンネルストップ領域上に傾く斜め方向にイオン注入を行う請求項１１または１４に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項２１】
前記チャンネルストップ領域形成工程は、前記チャンネルストップ領域の最表面部よりも下層部に対して、該最表面部と同じ方向または反対方向からのイオン注入を行う請求項２０に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項２２】
前記チャンネルストップ領域形成工程は、前記チャンネルストップ領域の少なくとも最表面部が、これと隣接する垂直電荷転送部の端面に接するかまたは該垂直電荷転送部の端面から所定距離だけ離れるように、該チャンネルストップ領域に対するイオン注入領域に、チャンネルストップ領域形成用のレジストパターンの開口部端面位置を該垂直電荷転送部の端面位置から該垂直電荷転送部側にずらしてイオン注入を行う請求項２０に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項２３】
前記チャンネルストップ領域形成工程は、前記チャンネルストップ領域の少なくとも最表面部が、これと隣接する垂直電荷転送部の端面に近づくように、チャンネルストップ領域形成用のレジストパターンの開口部端面に外方に広い所定の断面テーパ角度が設けられたレジストパターンを用いて該チャンネルストップ領域のイオン注入を行う請求項２０に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項２４】
前記チャンネルストップ領域形成工程は、前記チャンネルストップ領域の表面部に対する垂線から所定の傾斜角度を持ちかつ、該チャンネルストップ領域の長手方向に対して平面視で交差する方向であって前記垂直電荷転送部側上方から該チャンネルストップ領域上に傾く方向でイオン注入を行う請求項２０に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項２５】
前記チャンネルストップ領域の長手方向と該長手方向に対して交差するイオン注入方向とのなす角度は０度よりも大きく１８０度よりも小さい範囲内である請求項２４に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項２６】
前記チャンネルストップ領域形成工程は、前記チャンネルストップ領域の表面部に対する垂線から所定の傾斜角度を持ちかつ、該チャンネルストップ領域の長手方向に沿った方向で該チャンネルストップ領域上にイオン注入を行う請求項２０に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項２７】
前記所定の傾斜角度は、前記半導体基板上の結晶格子に対してチャネリングが発生しない角度である請求項２４または２６に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項２８】
請求項１〜１０のいずれかに記載の固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体からの画像光を画素毎にそれぞれ光電変換して撮像する固体撮像装置、この固体撮像装置の製造方法および、この固体撮像装置を、画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の固体撮像装置は、撮像される被写体からの光を信号電荷に変換する画素毎の光電変換部と、この光電変換部で変換された信号電荷を電荷転送する電荷転送部とを備えている。例えば、特許文献１に開示されている従来の固体撮像装置では、光電変換部であるセンサ部とそのセンサ部に対応した垂直電荷転送部とからなる画素チャンネルが平面マトリックス状に多数配置された画素構造となっている。
【０００３】
図１１は、特許文献１に開示されている従来の固体撮像装置の要部構成例を示す縦断面図である。
【０００４】
図１１において、従来の固体撮像装置５０は、半導体基板であるシリコン基板５１上にＰ型半導体領域５２が形成され、このＰ型半導体領域５２にＮ型半導体領域５４ｎおよびその上の表面層であるＰ型半導体領域５４ｐからなるセンサ部５４が形成されている。
【０００５】
このセンサ部５４の両側にはそれぞれ、Ｐ型半導体領域５６ｐｌおよびその上のＮ型半導体領域５６ｎｌからなる左側の垂直電荷転送部５６Ｌと、Ｐ型半導体領域５６ｐｒおよびその上のＮ型半導体領域５６ｎｒからなる右側の垂直電荷転送部５６Ｒとがそれぞれ形成されている。このうち、左側の垂直電荷転送部５６Ｌは、センサ部５４に対応して画素チャンネルが構成されている。一方、右側の垂直電荷転送部５６Ｒは、センサ部５４と対応して画素チャンネルが構成されておらず、図１１には示していない更に右側のセンサ部と対応して画素チャンネルが構成されている。
【０００６】
画素チャンネルを構成する垂直電荷転送部５６Ｌとセンサ部５４間には、信号電荷を読み出すための電荷読み出し部５８が形成されている。また、画素チャンネルを構成していない垂直電荷転送部５６Ｒとセンサ部５４間には、センサ部５４で光電変換された信号電荷が垂直電荷転送部５６Ｒ側に漏れ込むことを防止するために、シリコンをＰ型化する不純物としてホウ素（Ｂ）などがイオン注入されたチャンネルストップ領域６０が形成されている。
【０００７】
この基板部であるセンサ部５４、垂直電荷転送部５６Ｌおよび５６Ｒ、電荷読み出し部５８およびチャンネルストップ領域６０上を覆うように酸化シリコンからなる絶縁膜６１が形成され、垂直電荷転送部５６Ｌおよび５６Ｒ上には絶縁膜６１さらに窒化シリコンからなる絶縁膜６２を介して垂直電荷転送電極６３が形成されている。また、この垂直電荷転送電極６３上およびセンサ部５４上にわたって酸化シリコンからなる絶縁膜６４が形成され、その上に、センサ部５４上を開口した開口部６５ａを有する遮光膜６５が形成されている。
【０００８】
上記構成により、その作用を説明する。
まず、この従来の固体撮像装置５０において、遮光膜６５の開口部６５ａから入射された光はセンサ部５４により信号電荷に変換される。この変換された信号電荷は、電荷読み出し部５８を介して垂直電荷転送部５６Ｌに読み出され、左側の垂直転送電極６３に印加される転送クロックによって次段に電荷転送され、これが繰り返されて垂直電荷転送が為される。
一方、垂直電荷転送部５６Ｒに対する信号電荷の読み出しは、図示しない更に右側のセンサ部から、図示しない電荷読み出し部を介して垂直電荷転送部５６Ｒに読み出される。右側の垂直転送電極６３に印加される転送クロックによって次段に電荷転送され、これが繰り返されて垂直電荷転送が為される。
垂直電荷転送された各信号電荷は、図示しない水平電荷転送部によって電荷転送されて信号検出部（図示せず）で信号検出されて撮像信号として読み出される。
このとき、センサ部５４と垂直電荷転送部５６Ｒ間のチャンネルストップ領域６０のバリアによって、センサ部５４から垂直電荷転送部５６Ｒ側に信号電荷が漏れ込むことがないようになっている。
【特許文献１】特開２００３−２２９５５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような最近の固体撮像装置５０には、更なる小型化および高密度化が要求されている。この要求に応じるために、センサ部５４やこのセンサ部５４に隣接した垂直電荷転送部５６Ｌ，５６Ｒ自体の幅を狭くすると、固体撮像装置５０の感度やダイナミックレンジといった特性を劣化させてしまう。このため、バリアとして、互いに接していないセンサ部５４と垂直電荷転送部５６Ｒ間のチャンネルストップ領域６０の幅を狭くすることが提案されている。
【００１０】
しかしながら、チャンネルストップ領域６０の幅を狭くすると、その両側のポテンシャルの影響を受けて、チャンネルストップ領域６０のバリアがつぶれやすくなる。
【００１１】
このチャンネルストップ領域６０のバリアがつぶれやすくなるという現象を抑えるためには、チャンネルストップ領域６０を構成するＰ型層のボロン濃度を高くすればよいが、この場合には、チャンネルストップ領域６０のイオン種が垂直電荷転送部５６Ｒの端面を超えて拡散したりすると、チャンネルストップ領域６０と垂直電荷転送部５６Ｒとはイオン種の極性が異なっており、表面側の垂直電荷転送部５６ｎｒとは反対極性（Ｐ型）のボロンの影響によって表面側の垂直電荷転送部５６ｎｒのポテンシャルが低くなり、垂直電荷転送部５６ｎｒの幅がその分狭くなって、その取り扱い電荷量が減少してしまう。これによって、センサ部５４の有効領域が狭くなったのと同様の現象が生じて、感度が低下して画像として縦筋が発生するという問題が生じる。
【００１２】
また、バリアを維持するためにチャンネルストップ領域６０を構成するＰ型層の濃度を高くして、その線幅を縮小した場合には、センサ部表面のＰ型層において電位が不安定になり、暗電流が発生しやすくなるという問題も発生する。
【００１３】
さらに、画素分離のためのチャンネルストップ領域６０において、中央部の濃度が、その両側の濃度よりも濃く設定された構造も提案されている。これにより、上述したような様々な不具合は改善される。
【００１４】
このように、チャンネルストップ領域６０の幅方向に、中央部と両端部分のイオン注入濃度を異ならしめることを実現するためには、２枚のレジストマスクを使って順次イオン注入することにより中央部の濃度が、その両側の濃度よりも濃く設定することができる。また別の方法では、イオン注入方向Ｘとイオン注入方向Ｙのように異なる方向で２回に分けてイオン注入すれば、チャンネルストップ領域６０の中央部の濃度が、その両側の濃度よりも濃く設定することができる。
【００１５】
しかしながら、チャンネルストップ領域６０の右側は垂直電荷転送部５６Ｒと接した構造になっているため、右側の垂直転送電極６３に転送クロックが印加されて垂直電荷転送部５６Ｒで信号電荷が転送される際に、このチャンネルストップ領域６０のポテンシャルの影響を受けやすくなる。この問題について、以下に説明する。
【００１６】
図１２に示すように、チャンネルストップ領域６０を形成する際には、シリコン基板５１上のＰ型半導体領域５２および垂直電荷転送部５６Ｌ，５６Ｒ上に絶縁膜６１を介して、イオン注入阻止膜としてチャンネルストップ領域６０上に開口部７１ａを有するレジストパターン７１が形成される。ここで、左上部から右下の方向（基板表面に対する垂線とのなす傾斜角度７度）に所定イオン（ボロン）によるイオン注入を行った場合（図１２でイオン注入方向Ｙの場合）、基板表面部付近において、レジストパターン７１の開口部７１ａの端面下側（すそ部）をイオンが突き抜けてしまうため、ｎ型の垂直電荷転送部５６ｎｒと逆極性であるチャンネルストップ領域６０の端面からＰ型イオン種であるボロンがＮ型イオン種の垂直電荷転送部５６ｎｒ側へ入り込み、これによって、垂直電荷転送部５６Ｒ（または５６Ｌ）の転送幅が減って取り扱い電荷量を減少させてしまい、垂直方向の電荷転送劣化を起こしてしまうという問題が生じる。
【００１７】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、センサ部の幅を維持して感度を低下させず、かつ垂直電荷転送部の取り扱い電荷量を減少させず、垂直方向の転送劣化を防ぐことができる固体撮像装置およびその製造方法、この固体撮像装置を用いた電子情報機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の固体撮像装置は、被写体からの光を信号電荷に変換する複数の光電変換部が２次元状に配置され、該光電変換部の両側のうちの一方側に該光電変換部からの信号電荷を所定方向に転送する電荷転送部が間に電荷読み出し部を介して配置され、該光電変換部の他方側に配置された電荷転送部との間にチャンネルストップ領域が配置された固体撮像装置において、該チャンネルストップ領域のイオン注入層が該他方側の電荷転送部の端面と一致させて形成されているかまたは、該電荷転送部の端面と所定距離だけ離れて形成されているものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１９】
また、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記チャンネルストップ領域が複数回のイオン注入により形成されており、基板表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄くなるように設定されている。
【００２０】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記基板表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄くなる場合の最表面層のイオン注入濃度は、イオン注入後で表面１０16〜１０1７ｃｍ-2であり、前記基板表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄くなる場合の最も深い層のイオン注入濃度は、イオン注入後で１０1５〜１０1６ｃｍ-2である。
【００２１】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記他方側の電荷転送部の端面よりも該電荷転送部側には、該垂直電荷転送部の取り扱い電荷量を減少させるような前記チャンネルストップ領域側のイオン注入層の一部が形成されていない。
【００２２】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置におけるチャンネルストップ領域のイオン注入層の一部が前記光電変換部の表面層の範囲内にのみ形成されている。
【００２３】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記基板表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄くなる場合の最表面層のイオン注入濃度は、前記垂直電荷転送部の取り扱い電荷量を減少させない濃度に設定されている。
【００２４】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置におけるチャンネルストップ領域にはボロンイオンが注入されている。
【００２５】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置におけるチャンネルストップ領域の線幅が０．３μｍ±０．１μｍに設定されている。
【００２６】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、インターライン転送方式ＣＣＤが用いられている。
【００２７】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、被写体からの光を信号電荷に変換する複数の光電変換部が２次元状に配置され、該光電変換部の両側のうちの一方側に該光電変換部からの信号電荷を所定方向に転送する電荷転送部が間に電荷読み出し部を介して配置され、該光電変換部の他方側に配置された電荷転送部との間にチャンネルストップ領域が配置された固体撮像装置の製造方法において、該チャンネルストップ領域のイオン注入層を該他方側の電荷転送部の端面と一致させて形成するかまたは、該電荷転送部の端面と所定距離だけ離れて形成するチャンネルストップ領域形成工程を有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２８】
また、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法におけるチャンネルストップ領域形成工程は、基板表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄くなるように前記チャンネルストップ領域を複数回のイオン注入により形成する。
【００２９】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法において、前記基板表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄くなる場合の最表面層のイオン注入濃度は、イオン注入後で表面１０16〜１０1７ｃｍ-2であり、前記基板表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄くなる場合の最も深い層のイオン注入濃度は、イオン注入後で１０1５〜１０1６ｃｍ-2である。
【００３０】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法における複数回のイオン注入は、２回〜４回のうちのいずれかである。
【００３１】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法における複数回のイオン注入は、前記光電変換部のイオン注入回数と一致している。
【００３２】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法におけるチャンネルストップ領域形成工程は、前記他方側の電荷転送部の端面よりも該電荷転送部側に、該垂直電荷転送部の取り扱い電荷量を減少させるような前記チャンネルストップ領域側のイオン注入層の一部も形成されないようにイオン注入を行う。
【００３３】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法におけるチャンネルストップ領域形成工程は、前記チャンネルストップ領域のイオン注入層の一部を前記光電変換部の表面層の範囲内にのみ形成する。
【００３４】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法におけるチャンネルストップ領域形成工程は、前記基板表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄くなる場合の最表面層のイオン注入濃度は、前記垂直電荷転送部の取り扱い電荷量を減少させない濃度に設定する。
【００３５】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法におけるチャンネルストップ領域形成工程は、前記チャンネルストップ領域の少なくとも最表面部として、これに隣接する垂直電荷転送部側上方からチャンネルストップ領域上に傾く斜め方向にイオン注入を行う。
【００３６】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法におけるチャンネルストップ領域形成工程は、前記チャンネルストップ領域の最表面部よりも下層部に対して、該最表面部と同じ方向または反対方向からのイオン注入を行う。
【００３７】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法におけるチャンネルストップ領域形成工程は、前記チャンネルストップ領域の少なくとも最表面部が、これと隣接する垂直電荷転送部の端面に接するかまたは該垂直電荷転送部の端面から所定距離だけ離れるように、該チャンネルストップ領域に対するイオン注入領域に、チャンネルストップ領域形成用のレジストパターンの開口部端面位置を該垂直電荷転送部の端面位置から該垂直電荷転送部側にずらしてイオン注入を行う。
【００３８】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法におけるチャンネルストップ領域形成工程は、前記チャンネルストップ領域の少なくとも最表面部が、これと隣接する垂直電荷転送部の端面に近づくように、チャンネルストップ領域形成用のレジストパターンの開口部端面に外方に広い所定の断面テーパ角度が設けられたレジストパターンを用いて該チャンネルストップ領域へのイオン注入を行う。
【００３９】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法におけるチャンネルストップ領域形成工程は、前記チャンネルストップ領域の表面部に対する垂線から所定の傾斜角度を持ちかつ、該チャンネルストップ領域の長手方向に対して平面視で交差する方向であって前記垂直電荷転送部側上方から該チャンネルストップ領域上に傾く方向でイオン注入を行う。
【００４０】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法において、前記チャンネルストップ領域の長手方向と該長手方向に対して交差するイオン注入方向とのなす角度は０度よりも大きく１８０度よりも小さい範囲内である。
【００４１】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法におけるチャンネルストップ領域形成工程は、前記チャンネルストップ領域の表面部に対する垂線から所定の傾斜角度を持ちかつ、該チャンネルストップ領域の長手方向に沿った方向で該チャンネルストップ領域上にイオン注入を行う。
【００４２】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法における所定の傾斜角度は、前記半導体基板上の結晶格子に対してチャネリングが発生しない角度である。
【００４３】
本発明の電子情報機器は、本発明の上記固体撮像装置を撮像部に用いたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４４】
上記構成により、以下に、本発明の作用について説明する。
【００４５】
本発明にあっては、チャンネルストップ領域の少なくとも最表面に対して、これに隣接する電荷転送部（垂直電荷転送部）側上方からチャンネルストップ領域上の斜め方向にイオン注入を行うため、基板表面付近においてイオンがレジストパターンのすそ部を突き抜けて電荷転送部側に入り込むことを防ぐことが可能となる。これによって、チャンネルストップ領域のイオン種（ボロン）が電荷転送部側に入るのを防いで、電荷転送部の取り扱い電荷量の減少を防止することが可能となる。
【００４６】
このように、チャンネルストップ領域の少なくとも最表面部側に対して、これに隣接する電荷転送部側上方からチャンネルストップ領域上への斜め方向にイオン注入を行った場合、チャンネルストップ領域の最表面部が隣接する電荷転送部の端面（境界）から所定の距離だけ離れて（退いて）形成されることになる。これによって、チャンネルストップ領域のイオン種（ボロン）が電荷転送部側に拡散されにくくなるため、電荷転送部の取り扱い電荷量の減少を防ぐことが可能となる。
【００４７】
また、チャンネルストップ領域を複数回（例えば３回）のイオン注入により形成し、表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄くなるように設定する。チャンネルストップ領域は、光電変換部でのシャッター動作を行うために、できるだけ濃度を薄く形成すること、画素分離を確実に行う必要がある。光電変換部は基板（Ｎ型）上にＰ型拡散領域があり、そのなかに光電変換部（Ｎ型とＰ型）が形成されている。シャッター動作は光電変換部に蓄積された信号電荷を基板側に排出する動作であり、基板にかかる電圧を高くすることにより動作する。チャンネルストップ領域において、表面から深いところでその濃度が濃いと、チャンネルストップ下の濃度の濃い領域に引っ張られ、光電変換部下のＰ型拡散領域のポテンシャルが変動しにくくなるため、シャッター電圧を上げる必要がある。このことから、チャンネルストップ領域の深い部分では濃度が薄いことが必要である。
【００４８】
一方、光電変換部は多段で形成しており、表面より深くなるほど薄くなっている構造となっている。このためチャンネルストップ領域の濃度が深いところで薄くなっていても、十分画素分離が可能である。
【００４９】
チャンネルストップ領域を複数回（例えば３回）のイオン注入により形成する場合、垂直電荷転送部を構成する表面側のＮ型層よりも深い部分は、最表面と同じ側からイオン注入を行ってもよく、反対側からイオン注入を行ってもよい。
【００５０】
また、チャンネルストップ領域におけるイオン注入領域が隣接する電荷転送部側にずれるように設定して、チャンネルストップ領域の最表面部が隣接する電荷転送部に接するように形成することも可能とである。また、開口部の端面に外側に開くテーパ角度が設けられたチャンネルストップ領域形成用のレジストマスク（レジストパターン）を用いて、チャンネルストップ領域の最表面部がこれに隣接する電荷転送部に近づくように形成することもできる。さらに、平面視で、チャンネルストップ領域の配設方向（長手方向）に傾くようにイオン注入方向を設定すれば、チャンネルストップ領域の最表面部が隣接する電荷転送部に接するように形成することも可能とである。これらの場合、センサ部（光電変換部）へイオンが入り込んでセンサ部の容量が劣化することも防ぐと共に、センサ部と電荷転送部との画素分離を行うためのポテンシャルをより良好に維持することも可能となる。
【発明の効果】
【００５１】
以上により、本発明によれば、固体撮像装置において、センサ部の幅を維持して感度を低下させず、かつ、従来のようにチャンネルストップ領域からこれに隣接する電荷転送部側にイオンが入り込んで電荷転送部の取り扱い電荷量を減少させず、垂直方向の転送劣化を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下に、本発明の固体撮像装置およびその製造方法の実施形態１〜３について、図面を参照しながら説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明に係る固体撮像装置の実施形態１の要部構成例を示す縦断面図であって、インターライン転送方式ＣＣＤのチャンネルストップ領域付近を示す縦断面図である。
【００５３】
図１に示すように、本実施形態１の固体撮像装置１０において、半導体基板であるシリコン基板１１にＰ型半導体領域１２が形成され、このＰ型半導体領域１２に、Ｐ型半導体領域１４ｐおよびＮ型半導体領域１４ｎからなり、被写体からの光を信号電荷に変換する光電変換部としてのセンサ部１４が形成されている。このセンサ部１４の両側には、Ｎ型半導体領域１６ｎｌおよびＰ型半導体領域１６ｐｌからなる垂直電荷転送部１６Ｌと、Ｎ型半導体領域１６ｎｒおよびＰ型半導体領域１６ｐｒからなる垂直電荷転送部１６Ｒとが形成されている。これらのうち、左側の垂直電荷転送部１６Ｌは、センサ部１４と対応して画素チャンネルが構成されている。一方、右側の垂直電荷転送部１６Ｒは、センサ部１４と対応して設けられておらず、図１には示していない更に右側のセンサ部と対応して画素チャンネルが構成されている。
【００５４】
この画素チャンネルを構成する垂直電荷転送部１６Ｌとセンサ部１４の間には、信号電荷を読み出すための読み出し部１８が形成されている。また、画素チャンネルを構成していない垂直電荷転送部１６Ｒとセンサ部１４との間には、センサ部１４で光電変換された信号電荷が垂直電荷転送部１６Ｒ側に漏れ込むことを防止するために、シリコンをＰ型化する不純物としてホウ素（Ｂ）などがイオン注入されたチャンネルストップ領域２０が形成されている。
【００５５】
このセンサ部１４、チャンネルストップ領域２０、垂直電荷転送部１６Ｌおよび１６Ｒが形成された基板部上を覆うように酸化シリコンからなる絶縁膜２１が形成され、垂直電荷転送部１６Ｌおよび１６Ｒ上には窒化シリコンからなるゲート絶縁膜２２を介して垂直電荷転送電極２３が形成されている。また、この垂直電荷転送電極２３上およびセンサ部１４上にわたって酸化シリコンからなる絶縁膜２４が形成され、更にその上にセンサ部１４上に開口部２５ａを有する遮光膜２５が形成されている。
【００５６】
以上により、本実施形態１の固体撮像装置１０が構成されており、チャンネルストップ領域２０は、複数回（ここでは３回）のイオン注入により３つのチャンネル領域２０ａ、２０ｂおよび２０ｃが形成されており、表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄く設定されている。また、最表面のチャンネルストップ領域２０ａは、隣接する垂直電荷転送部１６Ｒ側上方からチャンネルストップ領域２０の表面上への斜め方向にイオン注入が行われている。
【００５７】
以下に、上記構成による本実施形態１の固体撮像装置１０の製造方法について詳細に説明する。
【００５８】
図２（ａ）〜図４（ｇ）は、本発明の実施形態１に係る固体撮像装置１０の各製造工程を示す縦断面図であり、インターライン転送方式ＣＣＤの製造途中におけるチャンネルストップ領域付近を示す要部縦断面図である。
【００５９】
まず、図２（ａ）に示すように、半導体基板であるＮ型シリコン基板１１上にフォトレジストパターンを形成し、これにイオン注入および熱拡散を行って、Ｐ型半導体領域１２を形成する。再度、Ｐ型半導体領域１２が形成された基板部上にフォトレジストパターンを形成し、Ｐ型半導体領域１２の所定位置（垂直電荷転送領域）にイオン注入および熱拡散を行って、垂直電荷転送領域下のＰ型半導体領域１６ｐｌおよび１６ｐｒと、Ｎ型半導体領域１６ｎｌおよび１６ｎｒとをそれぞれ形成して、それぞれ垂直電荷転送部１６Ｌおよび１６Ｒとする。
【００６０】
次に、Ｐ型半導体領域１２の上面にレジスト膜を塗布し、塗布したレジスト膜に対して、チャンネルストップ領域２０に対応する位置に開口部３１ａを形成したフォトレジストパターン３１とする。この開口部３１ａは、各センサ部１４と垂直電荷転送部１６Ｒとの間で、垂直電荷転送部１６Ｒに沿って線状（または帯状）に形成され、その線幅は例えば０．３μｍ程度に設定されている。また、レジスト膜３１の膜厚は、チャンネルストップ領域２０を形成する際に、垂直電荷転送部１６Ｒ側またはその端面側へのイオン注入を阻止するために膜厚４μｍ程度（シャドウイングによるイオン注入のため）とされている。
【００６１】
さらに、図２（ｂ）に示すように、このフォトレジストパターン３１の上方から、まず、約５０〜３００ＫＥＶの注入エネルギーにより、Ｐ型不純物として３族の非金属元素であるホウ素Ｂ（ボロン）を所定の濃度でイオン注入し、最表面のチャンネルストップ領域２０ａを形成する。このとき、チャンネリング防止のため、イオン注入方向をチルト角度７度とする。このときの注入エネルギーは、垂直電荷転送部１６ｎｒの深さと同じ深さまでイオン注入する際のエネルギーに近似している。よって、垂直電荷転送部１６Ｒ上のイオン注入阻止膜であるレジスト膜３１を基板表面付近（すそ部）でイオンが突き抜けて垂直電荷転送部１６Ｒ側へイオン注入されてしまうことを阻止するため、平面視で、ＯＦ（半導体ウェハのオリフルに直角に交差する角度を基準（０度）とした角度）角度４５度で垂直電荷転送部１６Ｒ側の上方からイオン注入を行う。即ち、チャンネルストップ領域２０となる領域の表面部に対する垂線から所定の傾斜角度７度を持ちかつ、チャンネルストップ領域２０となる領域の配列方向（長手方向）に対して交差する方向（ここではＯＦ角度４５度）からのイオン注入を行うものとする。さらに、チャンネルストップ領域２０となる領域の左側のセンサ部１４へイオンが入り込んでセンサ部１４の容量劣化が生じることを防ぐため、また、センサ部１４と垂直電荷転送部１６Ｌとの画素分離を行うためのポテンシャルをより良好に維持するために、フォトレジストパターン３１を右側に予め例えば０．１８μｍ程度ずらしてイオン注入を行う。このずらし量（０．１８μｍ程度）は、チャンネルストップ領域２０のイオン注入層が垂直電荷転送部１６Ｒの端面と、シャドウイングにより所定距離（０．１５〜０.２０μｍ；例えば０．１８μｍ）だけ離されて（退いて）形成されている場合に対応している。これにより、チャンネルストップ領域２０のイオン注入層が垂直電荷転送部１６Ｒの端面に接して形成されることになって、画素セルの縮小化を図りつつ、センサ部１４と垂直電荷転送部１６のポテンシャルをより良好に維持するチャンネルストップ領域２０ａを形成することができる。
【００６２】
続いて、図２（ｃ）に示すように、第２段目のチャンネルストップ領域２０ｂを形成するため、第１段目と同種のボロンを約２００〜１０００ＫＥＶの注入エネルギーにより所定の濃度でイオン注入を行う。このときのイオン注入は、第１段目と同じ方向から行う。その後、第３段目のチャンネルストップ領域２０ｃを形成するため、第１段目と同種のボロンを５００〜２０００ＫＥＶの注入エネルギーにより所定の濃度でイオン注入を行う。このときのイオン注入も、第２段目と同じ方向から行う。
【００６３】
これらの３つのチャンネルストップ領域２０ａ〜２０ｃの時間的な形成順序は、入れ替わってもよいが、表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄くなるように設定されていればよい。また、垂直電荷転送部１６に影響を及ぼすチャンネルストップ領域２０は最表面である１段目のチャンネルストップ領域２０ａであり、２段目のチャンネルストップ領域２０ｂおよび３段目のチャンネルストップ領域２０ｃを形成するための注入エネルギーによりイオン注入される深さは垂直電荷転送部よりも深くなっている。
【００６４】
さらに、図３（ｄ）に示すように、チャンネルストップ領域形成用のフォトレジストパターンを取り除き、チャンネルストップ領域２０ａ〜２０ｃが形成された基板部上に、新たに所定形状のフォトレジストパターンを形成してイオン注入を行うことにより電荷読み出し部１８を形成し、Ｐ型半導体領域１２、垂直電荷転送部１６Ｌおよび１６Ｒ、チャンネルストップ領域２０ａおよび電荷読み出し部１８の上面に酸化シリコンからなる絶縁膜２１を熱処理やＣＶＤ法によって形成する。さらに、垂直電荷転送部１６Ｌおよび１６Ｒおよびチャンネルストップ領域２０ａ上に対応する位置に窒化シリコンからなるゲート絶縁膜２２をＣＶＤ法およびリソグラフィーによって形成する。
【００６５】
その後、図３（ｅ）に示すように、垂直電荷転送電極２３となる材料をＣＶＤ法により成膜し、リソグラフィーにより、垂直電荷転送部１６Ｌおよび１６Ｒ上にそれぞれ対応した各所定形状に加工する。
【００６６】
その基板部上に、図３（ｆ）に示すように、酸化シリコンからなる絶縁膜２４を形成する。この絶縁膜２４が形成された基板部上に所定形状のフォトレジストパターンを形成してイオン注入および熱拡散を行って、Ｐ型半導体領域１４ｐおよびＮ型半導体領域１４ｎからなる光電変換部としてのセンサ部１４を形成する。
【００６７】
これに続いて、その上に、図４（ｇ）に示すように、タングステンなどからなる遮光膜２５となる金属材料をＣＶＤ法やスパッタリング方により成膜し、センサ部１４に対応する部分に開口部２５（破線部分）をリソグラフィーにより形成する。その後、ＣＶＤ法により絶縁膜が形成されてリフロー処理が行われ、電極配線のためのアルミニウムなどからなる金属膜がスパッタリングにより成膜され、フォトリソグラフィーによりこれを配線層として所定形状に加工し、さらにオンチップマイクロレンズが形成されるが、その詳細な説明についてはここでは省略する。
【００６８】
以上により、本実施形態１の固体撮像装置１０およびその製造方法によれば、チャンネルストップ領域２０において、その最表面に形成されたチャンネルストップ領域２０ａは、垂直電荷転送部１６Ｒ側上方からチャンネルストップ領域２０上に所定の傾斜角度でイオン注入を行っているため、その深さ方向が垂直電荷転送部１６Ｒに近いにも関わらず、垂直電荷転送部１６Ｒ側にはイオンが注入されない。これによって、垂直電荷転送部１６Ｒの容量を減少させることなく、また、垂直方向の転送劣化を起こすこともなく、チャンネルストップ領域２０ａを形成することができる。また、２段目のチャンネルストップ領域２０ｂおよび３段目のチャンネルストップ領域２０ｃも、垂直電荷転送部１６Ｒの取り扱い電荷量を低減させることなく、バリアとしてのポテンシャルを維持することができる。これにより、センサ部１４で変換された信号電荷が垂直電荷転送部１６Ｒ側に漏れ込むことはない。よって、垂直転送電極１６に転送クロック信号を印加して信号電荷を転送する際に、チャンネルストップ領域２０が空乏化する虞れがなくなり、暗電流や白点が発生しなくなるため、画質劣化を防止することができる。また、３段のチャンネルストップ領域２０ａ〜２０ｃを形成する際に、フォトリソグラフィー工程が１度で済むため、工程の簡略化を図ることができる。
（実施形態２）
上記実施形態１では、チャンネルストップ領域２０のイオン注入層が、これに隣接する電荷転送部１６Ｒの端面側とフォトレジスト層のシャドウイングにより所定距離だけ離されて（退いて）形成され、かつチャンネルストップ領域２０が３回のイオン注入により形成されて、表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄くなるように設定されている場合であって、チャンネルストップ領域２０が垂直電荷転送部１６Ｒの端面側に接するようにチャンネルストップ領域形成用のフォトレジスト層をずらした場合について説明したが、本実施形態２では、チャンネルストップ領域２０のイオン注入層が、これに隣接する電荷転送部１６Ｒの端面側とフォトレジスト層のシャドウイングにより所定距離だけ離されて形成され、かつチャンネルストップ領域２０が３回のイオン注入により形成されて、表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄くなるように設定されている上記実施形態１の場合と同様であって、このフォトレジスト層をずらす代わりに、チャンネルストップ領域２０が垂直電荷転送部１６Ｒの端面側に接するかまたは近づくように、チャンネルストップ領域形成用のフォトレジスト層の開口部端面に断面テーパ角度が設けられた場合について説明する。これについて図５を用いて説明する。
【００６９】
図５は、本発明に係る固体撮像装置の実施形態２の各製造工程を示す縦断面図であり、インターライン転送方式ＣＣＤの製造途中におけるチャンネルストップ領域付近を示す要部縦断面図である。
【００７０】
まず、上記実施形態１の場合と同様に、図５（ａ）に示すように、半導体基板であるＮ型シリコン基板１１上にイオン注入および熱拡散によりＰ型半導体領域１２を形成した後、Ｐ型半導体領域１２の垂直電荷転送領域下にＰ型半導体領域１６ｐｌおよびＮ型半導体領域１６ｎｌからなる垂直電荷転送部１６Ｌ並びにＰ型半導体領域１６ｐｒおよびＮ型半導体領域１６ｎｒからなる垂直電荷転送部１６Ｒをそれぞれイオン注入および熱拡散により形成する。
【００７１】
Ｐ型半導体領域１２の上面にレジスト膜を塗布し、フォトレジストパターン３２を成膜して、チャンネルストップ領域２０に対応する開口部３２ａを形成する。この開口部３２ａの線幅は、０．３μｍに設定されている。また、レジストパターン３２の膜厚は、チャンネルストップ領域２０を形成する際にイオン注入を阻止するために、膜厚３μｍとされている。さらに、フォトレジストパターン３２の開口部３２ａを形成する際に、テーパ角度７０度を付けてパターニングを行っている。
【００７２】
次に、図５（ｂ）に示すように、上記実施形態１の場合と同様に、所定形状に形成されたフォトレジストパターン３２の上から、垂直電荷転送部１６Ｒ側上方から所定角度に傾斜した方向でイオン注入を行って、最表面のチャンネルストップ領域２０ａを形成する。
【００７３】
これに続いて、図５（ｃ）に示すように、第１段目と同じ方向からイオン注入を行って、第２段目のチャンネルストップ領域２０ｂおよび第３段目のチャンネルストップ領域２０ｃを順次形成する。その後の工程は、上記実施形態１の場合と同様にして、本実施形態２の固体撮像装置１０Ａ（図１参照）を作製する。
【００７４】
ここで、図６を用いて、上記実施形態１のずらし量と本実施形態２のテーパ角度について説明する。
【００７５】
図６は、本発明の実施形態１のずらし量と本発明の実施形態２のテーパ角度との関係を示す要部縦断面図である。
【００７６】
図６に示すように、イオン注入方向をＸとすると、これはチャンネルストップ領域２０の最表面部のチャンネルストップ領域２０ａ上の表面に対する垂線から所定の傾斜角度として、例えば７度を持っている。この所定の傾斜角度は、半導体基板１１上の結晶格子に対してチャネリングが発生しない角度である。ここで、上記実施形態１のようにテーパ角度が直角と仮定した場合には、チャンネルストップ領域形成用のフォトレジストパターン３２の高さ（層厚）Ｈ、最表面部のチャンネルストップ領域２０ａのイオン注入層が隣接垂直電荷転送部１６Ｒの端面と離れている所定距離ｄ（上記実施形態１のずらし量）とすると、ｔａｎθ＝ｄ/Ｈの関係を有する。よって、上記実施形態１のずらし量ｄ＝Ｈｔａｎθとなる。本実施形態２では、レジストパターン３２の膜厚は３μｍであるから、テーパ角度が直角の場合には、ｄ＝３ｔａｎ７の所定距離だけイオン注入層が隣接垂直電荷転送部１６Ｒの端面と離れた位置から内部に注入される。しかも、本実施形態２では、テーパ角度７０度である。このテーパ角度は、上記傾斜角度が７度の場合に角度９３度となるから、角度９３度よりも小さい角度（本実施形態２ではテーパ角度７０度）であればよく、レジストパターン３２によるシャドウイングにはならず、レジストパターン３２の開口部下端に対応する位置までイオンを注入することができる。
【００７７】
したがって、本実施形態２の固体撮像装置１０Ａおよびその製造方法によれば、レジストパターン３２の開口部３２ａにテーパ角を付けることにより、垂直電荷転送部１６Ｒの端面のより近くにチャンネルストップ領域２０を形成することができる。これによって、上記実施形態１のように、センサ部１４の容量劣化を防止するためにレジストパターン３１を右側に、シャドウイングによる所定距離の例えば０．１８μｍだけずらしてイオン注入を行う必要がなくなり、また、センサ部１４と垂直電荷転送部１６Ｌとの画素分離を行うためのポテンシャルを良好に維持することが可能になる。
（実施形態３）
上記実施形態１では、チャンネルストップ領域２０のイオン注入層が、これに隣接する電荷転送部１６Ｒの端面側とフォトレジスト層のシャドウイングにより所定距離だけ離されて形成され、かつチャンネルストップ領域２０が３回のイオン注入により形成されて、表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄くなるように設定されている場合であって、平面視のＯＦ（ウェハのオリフルを基準とした角度）角度４５度で垂直電荷転送部１６Ｒ側の上方から斜め方向にイオン注入を行う場合について説明したが、本実施形態３では、チャンネルストップ領域２０のイオン注入層が、これに隣接する電荷転送部１６Ｒの端面に接するように形成され、かつチャンネルストップ領域２０Ａ（図７参照）が２回のイオン注入により形成されて、表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄くなるように設定されている場合であって、平面視のＯＦ（ウェハのオリフルを基準とした角度）角度０度または１８０度で、垂直電荷転送部１６Ｒの配設方向に沿って上方から斜め方向にイオン注入を行う場合について説明する。
【００７８】
図７は、本発明に係る固体撮像装置の実施形態３の要部構成例を示す縦断面図であって、インターライン転送方式ＣＣＤのチャンネルストップ領域付近を示す縦断面図である。なお、図１の構成部材と同様の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７９】
図７に示すように、本実施形態３の固体撮像装置１０Ｂにおいて、垂直電荷転送部１６Ｒとセンサ部１４との間には、センサ部１４で光電変換された信号電荷が垂直電荷転送部１６Ｒ側に漏れ込むことを防止するために、シリコンをＰ型化する不純物としてホウ素（Ｂ）などがイオン注入されたチャンネルストップ領域２０Ａが形成されている。このチャンネルストップ領域２０Ａは、Ｐ型半導体領域１６ｐｒの深さと同じ深さの最表面部（第２段目）のチャンネルストップ領域２０ａと、センサ部１４の深さと同じ深さの第２段目のチャンネルストップ領域２０ｂとで構成されている。このチャンネルストップ領域２０ａは、これに隣接する電荷転送部１６Ｒの端面に接するように形成されている。
【００８０】
図８は、本発明に係る固体撮像装置の実施形態３の製造工程を示す縦断面図であり、インターライン転送方式ＣＣＤの製造途中におけるチャンネルストップ領域付近を示す要部縦断面図である。
【００８１】
まず、上記実施形態１の場合と同様に、図７に示すように、半導体基板であるＮ型シリコン基板１１上にイオン注入および熱拡散によりＰ型半導体領域１２を形成した後、Ｐ型半導体領域１２の垂直電荷転送領域下にＰ型半導体領域１６ｐｌおよびＮ型半導体領域１６ｎｌからなる垂直電荷転送部１６Ｌ並びにＰ型半導体領域１６ｐｒおよびＮ型半導体領域１６ｎｒからなる垂直電荷転送部１６Ｒをそれぞれイオン注入および熱拡散により形成する。
【００８２】
次に、図８に示すように、Ｐ型半導体領域１２、Ｐ型半導体領域１６ｐｒおよびＮ型半導体領域１６ｎｒの上面にレジスト膜を塗布し、チャンネルストップ領域２０Ａに対応する位置に開口部３１ａを形成してフォトレジストパターン３１を形成する。この開口部３１ａの線幅は、０．３μｍに設定されている。また、レジストパターン３１の膜厚は、チャンネルストップ領域２０Ａを形成する際にイオン注入を阻止するために、膜厚３μｍとされている。
【００８３】
所定形状に形成されたフォトレジストパターン３１上から、平面視で、ＯＦ（半導体ウェハのオリフルに対して直角に交差する方向を基準とした角度）角度０度または１８０度で、垂直電荷転送部１６Ｒの配設方向（長手方向）に沿って上方から所定の傾き方向でイオン注入を行って、最表面部（第１段目）のチャンネルストップ領域２０ａを形成する。イオン注入表面に対する垂線となる傾斜角度として例えば７度を持っている。この所定の傾斜角度は、半導体基板１１上の結晶格子に対してチャネリングが発生しない角度である。
【００８４】
これに続いて、第１段目と同じ方向（イオン注入Ｘ）からイオン注入を行って、第２段目のチャンネルストップ領域２０ｂを形成する。その後の工程は、上記実施形態１の場合と同様にして、本実施形態３の固体撮像装置１０Ｂを作製する。
【００８５】
ここで、イオン注入方向が、平面視で、ＯＦ（半導体ウェハのオリフルに対して直角に交差する方向を基準とした角度）角度０度または１８０度について図９および図１０を参照して詳細に説明する。
【００８６】
図９は、図７の固体撮像装置が複数個、マトリクス状に配列された半導体ウェハの平面図である。図１０は、図７の固体撮像装置におけるセンサ部と垂直電荷転送部間にチャンネルストップ領域が設けられた単位部分を拡大した要部を模式的に示す平面図である。
【００８７】
図９および図１０において、半導体ウェハ１００のオリフルＯＦに対して直角に交わる方向をＯＦ角度０度とし、これに反対の方向をＯＦ角度１８０度とする。垂直電荷転送部１６Ｒ上のイオン注入阻止膜であるレジストパターン３１の開口部３１ａの端面すそ部を基板表面付近でイオンが突き抜けて垂直電荷転送部１６ｎｒ側へのイオン注入領域（図８で従来のイオン注入方向Ｙによるチャンネルストップ領域６０の形成時に一部形成されるチャンネルストップ領域６０ａ）の発生を阻止するため、垂直電荷転送部１６Ｒの配設方向Ｚ１またはＺ２に沿ったＯＦ角度０度または１８０度で上方からイオン注入を行う。即ち、チャンネルストップ領域２０Ａとなる領域の表面部に対する垂線から所定の傾斜角度７度を持ちかつ、チャンネルストップ領域２０Ａとなる領域の配列方向（長手方向）Ｚ１またはＺ２に対して平行な方向（ここではＯＦ角度０度）からのイオン注入を行うものとする。この場合に、チャンネルストップ領域２０Ａとなる領域の左側のセンサ部１４側へイオンが図８の従来のチャンネルストップ領域６０の一部６０ｂのように入り込んでセンサ部１４の容量劣化が生じることをも防ぐことができる。また、上記実施形態１，２では、イオン注入方向がＸの場合に、開口部３１ａの端面すそ部を基板表面付近でイオンが突き抜けても、Ｎ型半導体領域１４ｎまでは至らず、Ｐ型半導体領域１４ｐの端部で止まるようにイオン注入エネルギーが設定されている。
【００８８】
したがって、本実施形態３の固体撮像装置１０Ｂ（図示せず）およびその製造方法によれば、レジストパターン３１の開口部３１ａに対して、センサ部１４上方からレジストパターン３１を基板表面付近のすそ部でイオンが突き抜けて垂直電荷転送部１６ｎｒ側へイオン注入するイオン注入方向Ｙの場合には、従来のようにチャンネルストップ領域６０ａが垂直電荷転送部１６ｎｒの端部に形成されて垂直電荷転送部１６ｎｒの取り扱い電荷量減少する（図８参照）。また、この開口部３１ａに対して、垂直電荷転送部１６Ｒ側上方からレジストパターン３１の基板表面付近のすそ部でイオンが突き抜けてセンサ部１４側へイオン注入するイオン注入方向Ｘの場合には、従来のようにチャンネルストップ領域６０ｂ（図８参照）がＮ型半導体領域１４ｎにまで至ってセンサ部１４の有効領域が狭くなり感度が低下する。上記実施形態１，２の場合には、最表面部側のチャンネルストップ領域２０ａはイオン濃度を最も薄く設定しているので、このセンサ部の有効領域が狭くなって感度が低下する影響が最も小さい（図８のチャンネルストップ領域６０ｂの位置）。これに対して、本実施形態３では、平面視で、垂直電荷転送部１６の配設方向Ｚ１またはＺ２に沿ったＯＦ角度０度または１８０度の方向で上方からイオン注入を行うため、垂直電荷転送部１６Ｌおよび１６Ｒの端面に接してまたはこの近くにチャンネルストップ領域２０Ａを形成することができる。これによって、上記実施形態１のように、センサ部１４の容量劣化を防止するためにレジストパターン３１を右側に、シャドウイングによる所定距離の例えば０．１８μｍ分だけずらしてイオン注入を行う必要がなく、また、上記実施形態２のようにレジストパターン３１の開口部３１ａにテーパ角度を付ける必要もない。
【００８９】
以上により、本実施形態１〜３によれば、垂直電荷転送部１６Ｒに隣接するチャンネルストップ領域２０または２０Ａを形成する際に、少なくとも最表面のチャンネルストップ領域２０ａに対して、垂直電荷転送部１６Ｒ側上方からチャンネルストップ領域２０ａの表面に対して斜め方向にイオン注入をするかまたは、垂直電荷転送部１６Ｒの配列方向（長手方向）Ｚ１またはＺ２に沿って上方からチャンネルストップ領域２０ａの表面に対してイオン注入をすることにより、垂直荷転送部１６Ｒの端面から内部へのイオン注入を防ぐことができる。これによって、センサ部１４の感度を低下させず、かつ、垂直電荷転送部１６Ｒ（または１６Ｌ）の取り扱い電荷量減少を抑制して、垂直方向の転送劣化を防ぐことができる。
【００９０】
なお、上記実施形態１〜３では、２次元状に配置されたセンサ部１４に対して信号電荷を電荷転送するための垂直電荷転送部１６Ｌおよび１６Ｒがセンサ部１４の列と交互に配置されたインターライン転送方式ＣＣＤについて説明したが、これに限らず、本発明はフレーム転送方式（フレームインターライン方式）ＣＣＤについても適用可能である。
【００９１】
また、上記実施形態１，２では、チャンネルストップ領域２０の２段目および３段目のイオン注入角度も、１段目のイオン注入角度と同じ方で、垂直電荷転送部１６Ｒ上側からチャンネルストップ領域２０となる側への斜め方向（図８でイオン注入方向Ｘ）としたが、これに限らず、２段目および３段目の注入角度については、１段目の注入角度と反対側の方向（図８でイオン注入方向Ｙ）であってもよい。また、チャンネルストップ領域形成のためのイオン注入角度はそれぞれ、イオン注入機により異なっており、上述したものに限定されない。また、上記実施形態３では、チャンネルストップ領域２０Ａの１段目で、チャンネルストップ領域２０Ａまたは垂直電荷転送部１６Ｒの配列方向（長手方向）Ｚ１（ＯＦ角度０度）に沿って上方からイオン注入してチャンネルストップ領域２０ａを形成し、さらに、チャンネルストップ領域２０Ａの２段目で、チャンネルストップ領域２０Ａまたは垂直電荷転送部１６Ｒの配列方向（長手方向）Ｚ２（ＯＦ角度１８０度）に沿って上方からイオン注入してチャンネルストップ領域２０ｂを形成するようにしてもよい。
【００９２】
さらに、上記実施形態１〜３では、チャンネルストップ領域２０または２０Ａのイオン注入層が、これに隣接する電荷転送部１６Ｒの端面側と所定距離だけ離されて（退いて）またはその端面と接するように形成され、かつ基板表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄くなるように設定されている場合について説明したが、何れにせよ、基板表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄くなる場合の最表面層（チャンネルストップ領域２０ａ）のイオン注入濃度は、垂直電荷転送部１６Ｒの取り扱い電荷量を減少させない濃度に設定されていればよい。基板表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄くなる場合の最表面層のイオン注入濃度の具体値は、イオン注入後で表面側で例えば１０16〜１０1７ｃｍ-2である。また、基板表面より深くなるほどイオン注入濃度が薄くなる場合の最も深い層（チャンネルストップ領域２０ｃ）のイオン注入濃度の具体値は、イオン注入後で例えば１０1５〜１０1６ｃｍ-2である。
【００９３】
さらに、上記実施形態１〜３においてさらに説明するが、垂直電荷転送部１６Ｒの端面よりも垂直電荷転送部１６Ｒ側には、垂直電荷転送部１６Ｒの取り扱い電荷量を減少させるようなチャンネルストップ領域２０または２０Ａ側のイオン注入層の一部が形成されていない。これによって、垂直電荷転送部の取り扱い電荷量を減少させず、垂直方向の転送劣化を防ぐことができる。
【００９４】
さらに、上記実施形態１〜３においてさらに説明するが、チャンネルストップ領域２０または２０Ａのイオン注入層の一部がセンサ部１４の表面層（光電変換部のＰ型半導体領域１４ｐ）の深さ方向の範囲内にのみ形成されている。これによって、センサ部１４の光電変換有効領域を維持して感度を低下させることを防止できる。
【００９５】
さらに、上記実施形態２，３を組み合わせてよい。即ち、チャンネルストップ領域形成用のフォトレジスト層の開口部端面に断面テーパ角度が設けられた場合と、平面視のＯＦ（ウェハのオリフルを基準とした角度）角度０度または１８０度で、垂直電荷転送部１６Ｒの配設方向に沿って上方から斜め方向にイオン注入を行う場合とを共に有していてもよい。
【００９６】
さらに、上記実施形態１，２で３回のイオン注入を行い、上記実施形態３で２回のイオン注入を行ったが、これに限らず、１回でも４回でもさらに複数回のイオン注入を行ってもよい。
【００９７】
さらに、上記実施形態１〜３では、特に説明しなかったが、次に、上記実施形態１〜３の固体撮像装置１０または１０Ａ、１０Ｂを撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの画像入力デバイスを有した電子情報機器について説明する。本発明の電子情報機器は、例えば、本発明の上記実施形態１〜３の固体撮像装置１０または１０Ａ、１０Ｂのいずれかを撮像部に用いて得た高品位な画像データを記録用に所定の信号処理した後にデータ記録する記録メディアなどのメモリ部と、この画像データを表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示する液晶表示装置などの表示手段と、この画像データを通信用に所定の信号処理をした後に通信処理する送受信装置などの通信手段と、この画像データを印刷（印字）して出力（プリントアウト）する画像出力手段とのうちの少なくともいずれかを有している。
【００９８】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜３を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１〜３に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１〜３の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、被写体からの画像光を光電変換して撮像する複数の固体撮像素子を有する固体撮像装置およびその製造方法、この固体撮像装置を、画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器の分野において、センサ部の幅を維持して感度を低下させず、かつ、従来のようにチャンネルストップ領域からこれに隣接する電荷転送部側にイオンが入り込んで電荷転送部の取り扱い電荷量を減少させず、垂直方向の転送劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明に係る固体撮像装置の実施形態１におけるチャンネルストップ領域付近の構成例を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、図１の固体撮像装置の各製造工程（その１）の要部構成例を示す縦断面図である。
【図３】（ｄ）〜（ｆ）は、図１の固体撮像装置の各製造工程（その２）の要部構成例を示す縦断面図である。
【図４】（ｇ）は、図１の固体撮像装置の各製造工程（その３）の要部構成例を示す縦断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る固体撮像装置の実施形態２における固体撮像装置の製造工程の要部構成例を示す縦断面図である。
【図６】本発明の実施形態１のずらし量と本発明の実施形態２のテーパ角度との関係を示す要部縦断面図である。
【図７】本発明に係る固体撮像装置の実施形態３におけるチャンネルストップ領域付近の構成例を示す縦断面図である。
【図８】本発明に係る固体撮像装置の実施形態３における固体撮像装置の製造工程の要部構成例を示す縦断面図である。
【図９】図７の固体撮像装置が複数個、マトリクス状に配列された半導体ウェハの平面図である。
【図１０】図７の固体撮像装置におけるセンサ部と垂直電荷転送部間にチャンネルストップ領域が設けられた単位部分を拡大した要部を模式的に示す平面図である。
【図１１】従来の固体撮像装置におけるチャンネルストップ領域付近の要部構成例を示す縦断面図である。
【図１２】図１１の従来の固体撮像装置における製造工程を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１０、１０Ａ、１０Ｂ  固体撮像装置
１１  シリコン基板
１２  Ｐ型半導体領域
１４  センサ部
１４ｎ  センサ部のＮ型半導体領域
１４ｐ  センサ部のＰ型半導体領域
１６Ｌ、１６Ｒ  垂直電荷転送領域
１６ｎｒ、１６ｎｌ  Ｎ型半導体領域
１６ｐｒ、１６ｐｌ  Ｐ型半導体領域
１８  電荷読み出し部
２０  チャンネルストップ領域  
２０ａ  １段目のチャンネルストップ領域
２０ｂ  ２段目のチャンネルストップ領域
２０ｃ  ３段目のチャンネルストップ領域
２１、２４  酸化シリコンからなる絶縁膜
２２  窒化シリコンからなるゲート絶縁膜
２３  電荷転送電極
２５  遮光膜
２５ａ  遮光膜の開口部
３１、３２  フォトレジストパターン
３１ａ、３２ａ  フォトレジストパターンの開口部
１００  半導体ウェハ
Ｏ.Ｆ  オリフラ
Ｚ１，Ｚ２  垂直電荷転送部（またはチャンネルストップ領域）の配設方向
Ｘ，Ｙ  イオン注入方向
Ｈ  フォトレジストパターン３１または３２の膜厚
ｄ  最表面側のチャンネルストップ領域が隣接垂直電荷転送部の端面と離れている所定距離（ずらし量）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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